초음파 트랜스듀서 코팅 — Parylene 정합층·보호막 두께와 감도

1분 요약 (Executive Summary)

• 주제 안내 — 이 글은 초음파 트랜스듀서에 올린 Parylene 막을 정합층, 진동막 위 봉지, 수중 보호막의 세 역할로 나누고, 공개 연구에서 Parylene 두께에 따라 출력과 감도가 어떻게 달라졌는지, 코팅 전에 무엇을 정할지 정리합니다. 참고자료: FDA 문서 찾지 못함 · 논문 18편 · 특허 14건.
• 음파가 지나는 길 위의 막 — Parylene 막은 소자를 보호하면서 음파가 지나는 경로의 일부가 됩니다. 1-3 압전 복합체와 인체 조직 사이에 올린 Parylene 막은 음향 정합층으로 작용했습니다[1]. 혈관 내 초음파 프로브 연구 다섯 건과 Volcano·Philips 특허에서도 Parylene 정합층·보호막이 나옵니다[7, 14, 15, 16, 17, 27, 29].
• 소자마다 다른 최적 두께 — 13 MHz 1-3 복합체는 Parylene 약 39.5 µm에서 에코 진폭이 98.8 % 커졌고[1], PMUT 배열은 진동막 크기에 따라 1.8–3 µm에서 물속 압력 출력이 가장 컸습니다[3].
• 음향 투과만으로 판단하지 않는 감도 — 시험한 막은 모두 음향 투과 계수가 94 %를 넘었지만, 같은 두께라면 단단한 Parylene C가 PMUT의 수신 감도를 더 떨어뜨렸습니다[4].
• 수중 절연과 진동 균열 — 해수 30일 부식 시험에서 Parylene C 2.7 µm의 보호 효율은 99.7 %로 가장 높았지만, PDMS 계열보다 표면 균열이 생기기 쉬웠습니다[5].
• 시편으로 정하는 두께와 평가 — 같은 배치에서 Parylene 두께를 바꾼 시편으로 펄스 에코, 공진 주파수, 수중 임피던스를 비교합니다. 시험 조건은 고객과 함께 정하고, 시험은 고객 또는 외부 시험기관과 협의합니다.

초음파 프로브를 개발하는 팀은 소자를 물이나 체액에서 보호하려고 Parylene(파릴렌) 막을 덮습니다. 그런데 막을 올린 뒤 에코 신호가 커졌다는 보고와 감도가 떨어졌다는 보고가 함께 있습니다. Parylene 막이 음파가 나가고 돌아오는 길 위에 놓이기 때문입니다.

Parylene은 진공에서 상온으로 증착하므로 두께를 µm 단위로 맞출 수 있고, 압전 소자와 진동막의 굴곡을 따라 고르게 덮습니다. 이 덕분에 같은 Parylene을 보호막, 음향 정합층(Acoustic matching layer), 진동막 위 봉지로 씁니다. 역할마다 알맞은 두께가 다르고, 두께를 잘못 고르면 보호는 되어도 감도가 떨어집니다.

의료 영상 프로브와 수중 음향 소자를 개발하는 엔지니어를 위해 Parylene 막의 세 역할, Parylene 정합층의 두께와 대역폭, PMUT·CMUT 진동막의 두께 반응, 해수 속 Parylene C 보호막의 신뢰성, 코팅 전에 정할 항목을 차례로 정리합니다.

초음파 트랜스듀서에서 Parylene 막은 무엇을 맡는가?

보호막, 음향 정합층, 진동막 위 봉지의 세 역할을 맡습니다. 어느 역할이든 막이 음파 경로에 놓이므로, Parylene 두께에 따라 출력과 감도가 바뀝니다.

Parylene 막의 세 역할

문헌의 Parylene 막은 소자 형식에 따라 역할이 달랐습니다.

• 정합층 — 압전 복합체와 조직 사이의 음향 임피던스 차이를 줄여 에코를 키웁니다[1, 2].
• 진동막 위 봉지 — PMUT·CMUT처럼 얇은 막이 진동하는 소자에서는 Parylene 막의 질량과 강성이 진동막에 더해집니다[3, 4].
• 수중 보호막 — 물속에서 쓰는 압전 소자의 금속부를 절연하고 부식을 막습니다[5]. CMUT 연구에서는 칩과 배선까지 함께 덮어 방수했습니다[6].

증착 막이라서 생기는 차이

세 역할 모두 두께가 성능을 정합니다. 먼저 따질 것은 막 두께를 얼마나 정확히 맞출 수 있는가입니다. 해수용 압전 소자의 보호막을 비교한 연구에서, 담금 코팅한 PDMS 계열과 PMMA 막은 두께가 고르지 않고 조절도 불확실했습니다. 증착으로 올린 Parylene C만 예외였습니다[5].

Parylene은 소자를 다 만든 뒤에도 증착할 수 있습니다. 128소자 내시경 배열은 마지막 공정으로 Parylene 정합층을 진공 증착했습니다[2]. 지름 2.5 mm 혈관 내 초음파 배열도 Parylene C 봉지를 핵심 공정의 하나로 썼습니다[7].

막의 질량이 미세 구조물의 공진 주파수를 바꾸는 원리는 MEMS 센서 코팅에 정리했습니다.

Parylene 정합층은 두께에 따라 에코와 대역폭을 어떻게 바꿨는가?

13 MHz 소자에서는 Parylene 약 39.5 µm가 에코 진폭을 98.8 % 키웠습니다. 주파수가 높을수록 1/4 파장 두께는 수 µm까지 얇아지고, 정합층을 올린 소자는 올리지 않은 소자보다 대역폭이 넓었습니다.

13 MHz 1-3 복합체

Li 연구진은 1-3 압전 복합체와 인체 조직 사이의 음향 임피던스 차이가 트랜스듀서 성능을 제한한다고 봤습니다. 이 차이를 줄이려고 중심 주파수 13 MHz 소자에 Parylene을 코팅했습니다. 이론과 시뮬레이션으로 예측하고 펄스 에코 실험으로 확인한 최적 두께는 약 39.5 µm였습니다[1].

코팅하지 않은 소자와 비교하면 각 지표가 이렇게 달라졌습니다[1].

• 에코 진폭: 98.8 % 증가
• −6 dB 펄스 폭: 39.5 % 감소
• −20 dB 펄스 폭: 22.7 % 감소
• 대역폭: 51.9 % 증가
• 중심 주파수: 변화 없음

주의 — 초록에는 Parylene 종류가 적혀 있지 않습니다. 39.5 µm는 이 소자 하나의 최적값이며, 주파수와 복합체 구성이 다르면 최적 두께도 달라집니다.

고주파 배열의 1/4 파장 Parylene 정합층

Latham 연구진은 128소자 내시경용 배열에 1/4 파장 두께의 Parylene 단일 정합층을 올렸습니다. 완성한 배열은 중심 주파수 34 MHz, −6 dB 양방향 대역폭 60 %의 펄스를 냈습니다[2]. 지름 2.5 mm 혈관 내 초음파(IVUS) 링 배열은 두 번째 정합층으로 Parylene C(설계 4 µm)를 두고, 완성 소자 전체를 Parylene C로 봉지했습니다. 물속 펄스 에코 측정에서 이 배열의 중심 주파수는 21.51 MHz, −6 dB 대역폭은 67.87 %였습니다[7]. 검증은 팬텀과 적출 돼지 관상동맥 영상까지인 개발 단계 연구입니다.

IVUS 프로브 연구가 더 있습니다. Jian 연구진은 지름 0.6 mm, 50 MHz 집속 소자의 정합층으로 Parylene C 9 µm를 올렸고, 중심 주파수 51.78 MHz, −6 dB 대역폭 107.21 %를 얻었습니다[14]. Lee 연구진의 35 MHz·105 MHz 이중 소자는 Parylene C를 35 MHz 소자의 둘째 정합층이자 105 MHz 소자의 유일한 정합층으로 썼고, 이 층이 보호와 전기 차폐도 겸했습니다[15]. He 연구진의 30 MHz·80 MHz 이중 주파수 프로브는 Parylene C 10 µm를 둘째 정합층 겸 보호막으로 증착했고, 팬텀과 적출 돼지 관상동맥에서 영상을 얻었습니다[16]. Hong 연구진의 이중 소자 카테터(외경 1.55 mm)는 Parylene 한 층을 정합층으로 쓰고 토끼 복부 대동맥 플라크 영상까지 시험했습니다[17]. 리뷰 논문은 IVUS 변환기의 정합층이 둘일 때 은 에폭시가 첫째, Parylene이 둘째로 쓰이는 것이 일반적이라고 정리했습니다[18]. 이들은 모두 연구실에서 만든 시제품 결과이며, 시판 IVUS 제품의 코팅 구성은 이 자료로 확인되지 않습니다.

100 MHz를 넘는 소자에도 같은 방식을 썼습니다. Wu 연구진은 32소자 무절단 선형 배열의 앞면에 Parylene 5 µm를 정합층으로 증착했습니다. PZT 후막 배열은 중심 120 MHz에서 대역폭이 정합층 없이 45 %, Parylene 정합 뒤 60 %였습니다[10]. 20 MHz 소자에서는 1/4 파장 유리층 위에 Parylene을 1/4 파장 두께로 증착한 2층 정합이 평균 비대역폭 0.75를 냈습니다. 이 Parylene 층은 보호 코팅도 겸했습니다[11].

1/4 파장 정합층의 두께는 Parylene 막 속 음속과 주파수로 정해집니다. PZT 후막 공진자로 측정한 Parylene 박막의 종파 음속은 평균 2,135 m/s, 음향 임피던스는 2.75 MRayl이었습니다[12]. 주파수가 높을수록 필요한 막이 얇아지고, 같은 µm 단위 편차라도 정합 조건을 더 크게 흔듭니다. 용도별 두께 범위를 정하는 순서는 박막 코팅 두께 선택에 정리했습니다.

특허에서도 같은 쓰임을 볼 수 있습니다. Dalhousie 대학 특허는 히스토트립시(Histotripsy)용 집속 트랜스듀서에서 알루미늄 음향 렌즈의 곡면을 Parylene C 정합층으로 덮는 구성을 청구했습니다. 실시예에서는 6.82 MHz에 맞춰 1/4 파장 두께인 78.2 µm를 증착했습니다[19]. 발명자 Woodacre·Brown은 [2, 8]의 저자이기도 합니다. 상하이사범대학 특허는 무연 압전 단결정 고주파 소자의 앞면에 Parylene 약 12 µm(다른 실시예는 약 8 µm)를 증착해 정합층과 보호층을 겸하게 했습니다[20]. Acoustic Life Science 특허는 정합층을 접착제로 붙일 때 생기는 약 1–2 µm 접착제층을 없애려고 압전층 위에 Parylene 막을 직접 증착하는 방식을 제시했습니다[21].

주의 — 78.2 µm는 (주)와인의 두께 운영 범위(0.5–50 µm)를 넘습니다. 정합층 위에 보호막을 더 올리면 그 막도 음파 경로에 들어갑니다. 니혼덴파공업 특허는 내전압용 폴리파라자일릴렌 코팅을 정합층에 올리지 않고, 내전압을 갖는 수지 렌즈를 두어 정합층 두께를 1/4 파장으로 유지하는 구성을 제시했습니다[22]. 보호막을 더할 때는 그 두께까지 넣어 정합 조건을 정합니다.

IVUS 카테터와 진단 프로브 특허

IVUS와 진단 프로브 제조사의 특허에도 Parylene이 나옵니다. Volcano 특허(US 10,123,775)는 배경 설명에서 PMUT 변환기 조립체를 현재 Parylene으로 코팅해 앞면 전극과 접속부를 식염수·혈액과 절연한다고 적었습니다. 이 코팅을 웨이퍼 제작 단계에서 CVD로 증착하는 구성을 청구했고, 청구항 4는 보호층 두께를 공칭 중심 주파수의 1/4 파장 정도로 정했습니다[27]. 같은 회사의 2007년 공개 특허는 IVUS 변환기 조립체를 Parylene 약 5–20 µm로 봉지해 정합층과 보호층을 겸하게 하는 구성을 설명했습니다[28]. Philips 특허(US 11,890,136)는 관내 초음파 카테터의 스캐너 조립체와 가요성 부재 경계를 덮는 체액 차단 코팅을 청구했고, 종속항에서 Parylene과 3 µm 미만을 한정했습니다[29]. Philips의 경식도 초음파 프로브 특허는 Parylene 코팅 폴리우레탄 정합층을 종속항에 적었고, 설명에서 약 4,000 V의 전기 절연을 들었습니다[30]. Panasonic 특허는 음향 전파액을 채운 음향 창의 안벽에 폴리파라자일릴렌 차단층(0.1–500 µm)을 두어 액체 투과를 막는 프로브를 청구했습니다[31]. Hitachi Medical 특허는 cMUT 프로브에서 렌즈 안면 절연층을 산화규소 또는 파라자일릴렌으로 만들어 접착제 용제의 침투를 막는 구성을 청구했습니다[32]. 특허의 두께와 구성은 출원인이 밝힌 내용이며 시판 제품의 사양을 뜻하지 않습니다.

1/4 파장보다 얇은 질량–스프링 Parylene 층

고주파 소자에서는 1/4 파장 층 대신 얇은 금속층(질량)과 Parylene 층(스프링)을 함께 증착하는 방식도 씁니다. Brown 연구진은 1/4 파장 층을 정밀하게 연마하는 어려움을 피하고 곡면에도 올리려고, 45 MHz 니오브산리튬 소자에 구리와 Parylene C를 진공 증착했습니다. 정합층이 없는 소자는 대역폭 28 %, 삽입 손실 −34.1 dB였습니다. Parylene C 3.8 µm와 구리 1.2 µm로 된 질량–스프링 층 하나를 올리자 46 %, −21.9 dB로 나아졌습니다. 다른 소자는 Parylene C 1.8 µm와 구리 2.8 µm 위에 약 11 µm의 Parylene C 1/4 파장 층을 더해 59 %, −18.2 dB를 냈습니다[8].

Nguyen 연구진은 같은 방식을 약 100 MHz 집속 니들 소자에 써서 금과 Parylene을 구면에 증착했습니다. KLM 모델로 정한 Parylene 설계 두께는 니오브산리튬 소자 3 µm, PMN-0.3PT 소자 1.8 µm였습니다. 니오브산리튬 소자의 105 MHz −6 dB 대역폭은 정합층 없이 36 %, 정합 뒤 66 %였습니다[9].

주의 — 질량–스프링 방식의 성능은 금속층과 Parylene 층의 두께 조합으로 정해집니다. 금속층 증착은 (주)와인의 Parylene 코팅 범위에 들어가지 않으므로, 금속층을 올리는 공정과 순서를 함께 정합니다. Brown 연구에서 바깥층이 구리인 소자는 시험 한 시간 안에 구리가 벗겨지거나 산화했습니다[8]. Nguyen 연구는 결론에서 1.8 µm를 금 200 nm와 함께 적어 설계값(PMN-0.3PT 1.8 µm·금 550 nm)과 어긋납니다. Parylene 종류도 밝히지 않았습니다[9].

두께 관리 — 정합층은 µm 단위의 두께 편차로도 성능이 달라집니다. Brown 연구진은 증착기에 두께 감시 장치가 없어 투입한 이량체 질량과 막 두께의 보정선(1.9 g/µm, ±10 %)으로 두께를 맞췄습니다. 이 보정선은 같은 모델의 코팅기끼리도 달랐습니다[8]. 같은 설비에서 시편 두께를 실측해 보정선을 확인한 뒤 본 소자를 코팅하는 순서가 안전합니다.

PMUT·CMUT 같은 진동막 소자는 막 두께에 어떻게 반응하는가?

Parylene 막이 얇을 때는 질량이, 두꺼워지면 강성이 공진 주파수를 주로 바꿨습니다. 같은 두께라면 단단한 막일수록 수신 감도가 더 떨어졌습니다.

두께에 따른 공진 주파수와 출력

Afshari 연구진은 지름 40·60·80 µm PMUT에 A-174 실란을 처리한 뒤 Parylene F-VT4를 0.6 µm씩 늘려 10.2 µm까지 올렸습니다. 진동은 공기와 물에서, 배열의 압력 출력은 물에서 측정했습니다[3].

• 공진 주파수: 막이 얇을 때는 더해진 질량 때문에 내려갔고, 지름 60 µm 소자의 공기 중 해석에서는 약 3 µm를 넘으면 더해진 강성이 우세해져 다시 올라갔습니다. 측정값도 내려갔다가 다시 오르는 경향을 보였지만, 방향이 바뀌는 두께는 지름과 매질(공기·물)에 따라 달랐습니다.
• 압력 출력: 물속 배열 측정에서 두께를 늘리면 처음에는 커지다가 최대를 지나 줄었습니다. 40 µm 배열은 3 µm에서 21 %, 60 µm 배열은 2.4 µm에서 32 %, 80 µm 배열은 1.8 µm에서 36 % 커졌습니다. 단일 PMUT의 진동 변위는 두꺼울수록 계속 줄었고, 연구진은 배열 출력의 증가를 파장 변화와 소자 사이 결합의 변화로 설명했습니다.
• 무기막 적층: Parylene 0.8 µm와 원자층 증착 HfO₂/Al₂O₃/HfO₂ 막을 번갈아 쌓은 시편은 Parylene만 올린 시편보다 공진 주파수가 높았습니다. 무기막의 탄성률이 높아 막 전체가 단단해진 결과입니다. 가장 두꺼운 적층에서는 배열 압력 출력이 약 70 % 줄었습니다. 원자층 증착은 (주)와인이 운영하지 않는 공정입니다.

주의 — 위 값은 Parylene F-VT4 결과입니다. (주)와인은 VT4를 사양 협의로 진행합니다. 상시 운영하는 C·N은 탄성률이 달라 최적 두께도 다릅니다. 두께에 따라 질량과 강성의 영향이 바뀐다는 원리만 참고합니다.

같은 두께에서 감도를 더 떨어뜨린 Parylene C

Velea 연구진은 이식용 PMUT 수신기에 열가소성 폴리우레탄(TPU), Parylene C, 의료용 실리콘 두 종을 올려 1–7 MHz에서 비교했습니다. 나노·마이크로미터 두께에서 모든 막의 음향 투과 계수가 94 %를 넘어 음파는 거의 그대로 통과했습니다[4].

그런데도 막이 진동막의 움직임을 억눌러 수신 감도가 떨어졌고, 비슷한 두께라면 Parylene C처럼 단단한 막에서 감도 저하가 컸습니다. 연구진은 단단한 재료는 더 얇게 써야 하며, 음향 투과 측정만으로는 이 영향이 드러나지 않는다고 결론지었습니다[4].

수중 영상용 CMUT의 Parylene C 5 µm

He 연구진은 두께 2.83 µm 실리콘 진동막의 저주파 CMUT를 회로 기판에 붙이고 와이어 본딩했습니다. 이어 수중 측정을 위해 칩·기판·배선 전체에 Parylene C 5 µm를 증착했습니다. 바이어스를 0 V에서 40 V로 올릴 때 늘어난 정전용량은 코팅 전 460 pF, 코팅 뒤 402 pF였습니다. 이 소자는 1.1 MHz에서 수중 송신, 수신, 펄스 에코 측정이 가능했고, 바이어스 전압의 크기가 클수록 송수신 신호가 커졌습니다[6].

Zhuang 연구진은 피부 접촉·체내 영상용 CMUT 배열에 Parylene C와 PDMS를 각각 올려, 코팅하지 않은 소자와 비교했습니다. 두 막 모두 공진 주파수를 낮추고 붕괴 전압을 높였으며, Parylene C 막은 수용액에 대한 전기 절연을 14일 유지했습니다[13]. Parylene 막의 질량과 강성이 진동막에 더해진다는 앞의 결과와 같은 방향입니다.

진동막 소자 특허에도 Parylene이 나옵니다. 저장 대학 특허는 Parylene C로 만든 유연 CMUT를 청구했습니다. 위쪽 Parylene C 봉지층은 4–20 µm이고, 이 두께는 초음파 주파수와 공동 형태에 따라 정한다고 설명했습니다. 위·아래 절연층은 각각 0.2–2 µm입니다[23]. 0.5 µm 미만 막과 CMUT 소자 제작은 (주)와인의 범위 밖입니다. Fujifilm Sonosite 특허는 PMUT 공동을 채워 잔향을 줄이는 감쇠 재료의 하나로, 기체 상태로 넣으면 공동 벽에 응축되는 Parylene을 들었습니다. 청구항에는 Parylene이라는 이름이 없습니다[24].

주의 — 표 1은 각 연구진이 자신들의 소자로 얻은 결과이며 (주)와인이 수행한 시험이 아닙니다. 소자 형식과 주파수가 모두 달라 두께 값을 서로 옮겨 쓰지 않습니다.

물속 압전 소자에서 Parylene C 보호막은 얼마나 버텼는가?

해수 30일 부식 시험에서 Parylene C의 보호 효율이 가장 높았지만, PDMS 계열 막보다 표면 균열이 생기기 쉬웠습니다.

해수 속 유연 압전 소자

Mariello 연구진은 두께 25 µm 폴리이미드(Kapton) 필름 위에 AlN 압전막을 올린 유연 소자를 해수 흐름 감지용으로 만들고, 보호막 네 가지를 비교했습니다. Parylene C는 상온 증착으로 2.7 µm를 올렸고, PMMA는 약 3 µm, PDMS와 PDMS-PVDF는 약 100 µm를 담금 코팅했습니다[5].

막을 올린 강판의 해수 부식 시험에서 0일에는 Parylene C, PDMS, PDMS-PVDF가 비슷하게 좋았습니다. 30일 뒤 보호 효율은 Parylene C 99.7 %, PDMS 90.7 %, PDMS-PVDF 78.2 %, PMMA 30.6 %였습니다. 해수에 띄운 PVDF 소자의 출력 전압 손실은 Parylene C가 20 % 미만, PDMS 계열이 약 70 %였고, PMMA는 7일 만에 신호가 사라졌습니다[5]. 막마다 두께가 크게 달라 같은 두께의 비교는 아닙니다.

반복 진동과 표면 균열

같은 연구에서 Parylene C는 PDMS 계열 막보다 표면 균열이 생기기 쉬웠습니다. 연구진은 Parylene을 올린 Kapton을 오래 진동시킨 뒤 표면 균열을 관찰했습니다. 균열은 기재까지 닿지 않았지만, 해수 속에서 피로로 자랄 수 있다고 설명했습니다.

주의 — 소자의 단자 부근 결함에서 시작된 균열이 자라 출력 신호가 줄어든 사례도 함께 보고했습니다[5]. 진동이 반복되는 소자라면 초기 절연뿐 아니라 일정 시간 구동한 뒤의 막 표면과 절연 상태도 함께 확인합니다.

하우징과 음향 렌즈 위 보호막

Baumer Electric 특허는 화학 물질에 견디도록 초음파 센서의 방사면과 하우징 일부를 하나로 이어진 Parylene 층으로 덮는 구성을 청구했습니다. 두께는 약 0.5–200 µm, 바람직하게는 5–50 µm(예: 약 10 µm)이며, 상온 진공 증착이라 압전 세라믹의 퀴리 온도를 넘을 걱정이 없다고 설명했습니다[25]. 신에츠폴리머 특허는 실리콘 음향 렌즈의 안쪽 면이나 바깥 면에 Parylene 층을 두어 초음파 젤 첨가제와 소독액에 대한 내약품성을 높이는 구성을 청구했습니다. 바깥 면의 내마모성까지 고려한 바람직한 두께는 2–15 µm입니다. 실시예에서 양면에 15 µm를 올린 시편은 마모 시험 뒤 질량 변화가 0.07 %였고, IPA와 소독액 두 종에 200시간 담근 뒤에도 균열과 벗겨짐이 없었습니다[26].

초음파 트랜스듀서 코팅 전에 무엇을 정하는가?

Parylene 막의 역할, 비교할 두께, 종류와 전처리, 마스킹 범위, 판정할 음향·전기 항목입니다.

Parylene 막의 역할

정합층인지, 진동막 위 봉지인지, 수중 보호막인지에 따라 목표 두께가 다릅니다. 정합층이면 중심 주파수에 맞춘 두께가 기준이 되고[1, 2], 진동막 소자라면 Parylene C 같은 단단한 막을 얇게 쓰는 쪽을 먼저 검토합니다[4].

두께 비교 시편

문헌의 Parylene 막은 1.8–3 µm[3, 9], 2.7 µm[5], 5 µm[6, 10], 약 39.5 µm[1]로 소자마다 크게 달랐습니다. (주)와인의 두께 운영 범위는 0.5–50 µm입니다[33]. 같은 배치에서 두께를 두세 가지로 바꾼 시편을 코팅해 비교하면 두께의 영향을 따로 볼 수 있습니다. 정합층이 목적이면 고객이 계산한 1/4 파장 두께를 가운데 두고 앞뒤로 한 단계씩 두께를 정하면 최적점을 찾기 쉽습니다.

Parylene 종류와 전처리

상시 운영하는 Parylene C·N을 먼저 검토하고, VT4는 사양 협의로 진행합니다[33]. PMUT 연구는 증착 전 A-174 실란을 처리했습니다[3]. 문헌 값이 어느 종류에서 나왔는지 보고, 다른 종류에 적용할 때는 시편으로 다시 확인합니다.

마스킹

커넥터 단자와 케이블 접점은 코팅 범위에서 뺍니다. (주)와인의 물리 마스킹 경계 정밀도는 약 100 µm입니다[33]. 음향 방사면에 막을 올릴지, 하우징까지 이어서 덮을지도 도면에 표시합니다. 방사면과 하우징 일부를 한 번에 덮는 구성은 특허에도 있습니다[25].

평가 항목

문헌이 쓴 항목은 펄스 에코 진폭·대역폭·펄스 폭, 공진 주파수와 진동 변위, 수중 압력 출력과 수신 감도, 해수 임피던스와 부식 전류였습니다[1, 3, 4, 5]. 코팅 전후를 같은 소자로 비교하려면, 코팅 전에 펄스 에코 파형과 임피던스 곡선을 같은 측정 배치(반사판 거리, 수온, 케이블)로 먼저 받아 둡니다. 시험 조건과 판정 항목은 고객과 함께 정하고, 시험은 고객 또는 외부 시험기관과 협의합니다.

(주)와인이 제공하는 것과 제공하지 않는 것을 표 2에 정리했습니다.

핵심 요약

• 음파가 지나는 길 위의 막 — Parylene 막은 보호막이면서 음파 경로의 일부입니다. 1-3 압전 복합체와 조직 사이의 Parylene 막은 정합층으로 작용했고[1], 1/4 파장 Parylene 정합층을 쓴 128소자 배열은 34 MHz, 대역폭 60 %의 펄스를 냈습니다[2]. 구리–Parylene 질량–스프링 층은 45 MHz 소자의 대역폭을 28 %에서 46 %로 넓혔습니다[8]. Dalhousie 대학 특허는 음향 렌즈 곡면에 Parylene C 정합층을 올리는 구성을 청구했습니다[19]. 혈관 내 초음파(IVUS) 프로브는 5건의 연구에서 Parylene C를 정합층 겸 보호막으로 썼고[7, 14, 15, 16, 17], Volcano 특허의 배경 설명은 PMUT 변환기 조립체를 현재 Parylene으로 코팅한다고 적었습니다[27].
• 소자마다 다른 최적 두께 — 13 MHz 1-3 복합체는 Parylene 약 39.5 µm에서 에코 진폭 +98.8 %, 대역폭 +51.9 %였고[1], PMUT 배열은 1.8–3 µm에서 물속 압력 출력이 21–36 % 커졌습니다. PMUT 값은 Parylene F-VT4 결과입니다[3].
• 음향 투과만으로 판단하지 않는 감도 — TPU·Parylene C·실리콘 모두 투과 계수가 94 %를 넘었지만, 같은 두께라면 Parylene C의 수신 감도 저하가 컸습니다. 단단한 재료는 더 얇게 써야 한다는 결론입니다[4].
• 수중 절연과 진동 균열 — 해수 30일 부식 시험에서 Parylene C 2.7 µm의 보호 효율은 99.7 %로 가장 높았지만, PDMS 계열보다 표면 균열이 생기기 쉬웠습니다[5]. CMUT는 Parylene C 5 µm를 올린 채 수중에서 송수신했고, Parylene C를 올린 CMUT 배열은 수용액 절연을 14일 유지했습니다[6, 13].
• 시편으로 정하는 두께와 평가 — Parylene 막의 역할에 맞춰 두께를 두세 가지로 바꾼 시편을 같은 배치로 코팅해 펄스 에코, 공진 주파수, 수중 임피던스를 비교합니다. 시험은 고객 또는 외부 시험기관과 협의합니다.

(주)와인은 고객사 트랜스듀서의 형식과 중심 주파수, Parylene 막의 역할, 단자 위치를 함께 보고 Parylene 종류와 두께, 마스킹 범위를 제안합니다.

소자 형식과 중심 주파수, Parylene 막의 목적(정합·보호·봉지), 단자 위치를 알려 주시면 두께 비교 시편 구성과 마스킹 범위부터 회신합니다. 일반 준비 사항은 부품 코팅 견적 체크리스트에 정리했습니다. 문의하기 · 의료기기 적용 분야 보기

참고자료

번호는 성격별로 묶어 매겼습니다(학술 문헌 → 특허 → 자사 데이터). 본문의 번호가 아래 목록의 번호입니다. 참고자료 1·2·4·11·12·13은 초록까지 확인했고 본문은 확인하지 못했습니다. 특허에 적힌 두께는 출원인이 밝힌 구성과 바람직한 범위이며 성능 시험 결과가 아닙니다. 인용한 값은 각 연구진이 자신들의 소자로 얻은 값이며, (주)와인이 수행한 시험이 아닙니다.

한계 — 논문 결과는 연구 시편과 시험 조건에서 얻은 값이며, 상용 제품에 적용된 사례를 확인한 근거가 아닙니다. 참고자료 27의 배경 설명은 출원인의 서술이고 제품 문서가 아닙니다. 초음파 진단·치료 기기의 FDA 허가 문서에서는 Parylene 사용을 확인하지 못했습니다.

학술 문헌

1. Li, Z., Shao, W., Zhu, X., Lv, J., Han, Z. & Cui, Y., "Parylene coating for 13 MHz 1-3 composite transducer performance enhancement", Applied Acoustics 174, 107696, 2021. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2020.107696 — 초록: 1-3 압전 복합체와 인체 조직 사이의 음향 임피던스 차이가 트랜스듀서 성능을 제한한다고 보고, 중심 주파수 13 MHz 소자에 Parylene을 코팅. 이론·시뮬레이션으로 영향을 예측하고 펄스 에코 실험으로 확인한 최적 두께는 약 39.5 µm. 무코팅 대비 에코 진폭 +98.8 %, −6 dB 펄스 폭 −39.5 %, −20 dB 펄스 폭 −22.7 %, 대역폭 +51.9 %, 중심 주파수 변화 없음. 초록에 Parylene 종류가 없고, 소자 하나의 최적값입니다.
2. Latham, K., Samson, C., Woodacre, J. & Brown, J., "A 30-MHz, 3-D Imaging, Forward-Looking Miniature Endoscope Based on a 128-Element Relaxor Array", IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 68(4), 1261–1271, 2021. https://doi.org/10.1109/TUFFC.2020.3027907 — 초록: 실시간 3차원 영상을 위한 128소자 교차 전극 배열을 내시경 크기로 제작. 전왜 세라믹 1-3 복합체를 레이저로 가공하고, 마지막에 1/4 파장 Parylene 단일 정합층을 진공 증착. 공진 시 소자 임피던스 49 Ω, 위상 −55.5°, −6 dB 양방향 대역폭 60 %, 중심 주파수 34 MHz, 인접 소자 전기적 혼선 −37 dB. 초록에 정합층 두께와 Parylene 종류가 없습니다.
3. Afshari, E., Houri, S., Verplancke, R., Rochus, V., Cauwe, M., Gijsenbergh, P. & Op de Beeck, M., "Biocompatible and Hermetic Encapsulation of PMUTs: Effects of Parylene F-VT4 and ALD Stacks on Membrane Vibration and Acoustic Performance", Sensors 25(13), 4074, 2025. https://doi.org/10.3390/s25134074 · 전문 PMC PMC12251638, CC BY 4.0 — 지름 40·60·80 µm PMUT(AlSc9.5N 압전막, 질화규소 탄성층)에 실란 A-174 처리 뒤 Parylene F-VT4를 상온 CVD로 0.6 µm씩 10.2 µm까지 올리고, 두께마다 칩 3개로 공기·물에서 진동을 측정. 공진 주파수는 얇은 막에서 질량 효과로 내려갔다가 해석상 약 3 µm부터 강성 효과로 올랐고, 전환 두께는 지름과 매질에 따라 달랐음. 단일 PMUT의 진동 변위는 두꺼울수록 줄었지만, 물속 2.8 mm 정사각 배열의 압력 출력은 40 µm 배열 3 µm에서 +21 %, 60 µm 배열 2.4 µm에서 +32 %, 80 µm 배열 1.8 µm에서 +36 %로 먼저 커졌다가 줄었음. Parylene F-VT4 결과이며, C·N에는 수치를 그대로 옮기지 않습니다.
4. Velea, A. I., Panskus, R., Szabo, B., Oppelt, V. A.-L., Holzapfel, L., Karuthedath, C. B., Sebastian, A. T., Stieglitz, T., Savoia, A. S. & Giagka, V., "Effects of Soft Encapsulation on the Receive Performance of PMUTs for Implantable Devices", IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 72(9), 1282–1292, 2025. https://doi.org/10.1109/TUFFC.2025.3592740 — 초록: 초음파 무선 전력 수신용 이식 PMUT에 열가소성 폴리우레탄, Parylene C, 의료용 실리콘(MED-1000, MED2-4213)을 올려 1–7 MHz에서 시뮬레이션과 측정으로 비교. 나노·마이크로미터 두께에서 모든 재료의 투과 계수가 94 % 초과. 막의 기계적 하중이 진동막 운동을 방해해 수신 에너지가 줄었고, 비슷한 두께에서는 Parylene C처럼 단단한 막의 감도 저하가 컸음. MED-1000의 잔류 응력도 성능을 낮춤. 단단한 재료는 더 얇게 써야 한다고 결론. 초록에 막 두께 값이 없습니다.
5. Mariello, M., Guido, F., Mastronardi, V., Giannuzzi, R., Algieri, L., Qualteri, A., Maffezzoli, A. & De Vittorio, M., "Reliability of Protective Coatings for Flexible Piezoelectric Transducers in Aqueous Environments", Micromachines 10(11), 739, 2019. https://doi.org/10.3390/mi10110739 · 전문 PMC PMC6915620, CC BY 4.0 — 25 µm Kapton 위 AlN 압전 소자와 PVDF 소자의 보호막으로 Parylene C 2.7 µm(상온 CVD), PMMA 약 3 µm, PDMS·PDMS-PVDF 약 100 µm(담금 코팅)를 비교. 코팅 Kapton의 해수 임피던스 분광은 12일 뒤 Parylene C의 막 저항이 가장 높았음. AISI 304 강판의 해수 부식 시험에서 보호 효율은 30일에 Parylene C 99.7 %, PDMS 90.7 %, PDMS-PVDF 78.2 %, PMMA 30.6 %. 해수에 띄운 PVDF 소자의 출력 전압 손실은 Parylene C 20 % 미만, PDMS 계열 약 70 %였고 PMMA는 7일 만에 신호가 사라졌음. 결론은 Parylene C가 가장 좋지만 PDMS 계열보다 표면 균열이 생기기 쉽다는 것. 막 두께가 크게 달라 같은 두께의 비교가 아닙니다.
6. He, C., Zhang, B., Xue, C., Zhang, W. & Zhang, S., "Wafer-Bonding Fabricated CMUT Device with Parylene Coating", Micromachines 12(5), 516, 2021. https://doi.org/10.3390/mi12050516 — CMUT는 두께 2.83 µm 단결정 실리콘 진동막(지름 180 µm 공동 900개, 설계 중심 1.4 MHz)을 실리콘 융착 접합으로 제작. 칩을 회로 기판에 붙이고 와이어 본딩한 뒤 칩·기판·배선 전체에 Parylene C 5 µm를 증착. 코팅 후 정전용량 증가분은 0→40 V에서 460 pF에서 402 pF로 줄었음. 수조에서 1.1 MHz로 송신·수신·펄스 에코를 측정했고, 바이어스 ±15–25 V에서 송수신 신호는 전압 크기와 함께 커졌으며 극성과는 무관. 수중 노출 기간과 코팅 없는 소자의 수중 비교는 없습니다.
7. Liu, X., Li, Y., Qin, H. & Peng, C., "High-Frequency 64-Element Ring-Annular Array Transducer: Development and Preclinical Validation for Intravascular Ultrasound Imaging", Biosensors 15(3), 169, 2025. https://doi.org/10.3390/bios15030169 — PZT-5H 압전층(114 µm) 위에 Ag/에폭시 1차 정합층(20 µm)과 Parylene C 2차 정합층(설계 4 µm, 음향 임피던스 2.59 MRayl)을 둔 64소자 링 배열(외경 2.5 mm)을 제작. 마지막에 전체를 Parylene C 진공 증착으로 봉지. 물속 펄스–에코에서 중심 주파수 21.51 ± 0.65 MHz, −6 dB 대역폭 67.87 ± 4.84 %, 축 분해능 56 µm, 횡 분해능 276 µm. 정합층 없는 대조나 봉지 평가는 없고, 영상 검증은 팬텀과 적출 돼지 관상동맥까지. 봉지 막의 실제 두께와 증착 조건은 본문에 적혀 있지 않습니다.
8. Brown, J., Sharma, S., Leadbetter, J., Cochran, S. & Adamson, R., "Mass-spring matching layers for high-frequency ultrasound transducers: a new technique using vacuum deposition", IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 61(11), 1911–1921, 2014. https://doi.org/10.1109/TUFFC.2014.006480 — 3 mm 45 MHz 니오브산리튬 소자에 SCS Parylene C(스프링층)와 구리(질량층)를 증착. 소자 1은 Parylene C 3.8 µm + 구리 1.2 µm로 대역폭 28→46 %, 삽입 손실 −34.1→−21.9 dB. 소자 2는 Parylene C 1.8 µm + 구리 2.8 µm에 Parylene C 1/4 파장 층(약 11 µm)을 더해 59 %, −18.2 dB. 같은 구성의 곡면 소자 3은 35→68 %, −37→−26 dB. Parylene 두께는 이량체 질량 1.9 g/µm 보정(±10 %)으로 맞췄고, 보정선은 코팅기마다 다름. 소자 1의 바깥 구리층은 한 시간 안에 벗겨지거나 산화했습니다.
9. Nguyen, T. P., Choi, J., Nguyen, V. T., Mondal, S., Bui, N. T., Vu, D. D., Park, S. & Oh, J., "Design and Micro-Fabrication of Focused High-Frequency Needle Transducers for Medical Imaging", Sensors 22(10), 3763, 2022. https://doi.org/10.3390/s22103763 · 전문 PMC PMC9143298, CC BY 4.0 — 약 100 MHz 집속 니들 소자를 PMN-0.3PT와 니오브산리튬 단결정으로 제작하고, 금(질량층)과 Parylene(스프링층)을 전자빔 증발 장비로 구면 앞면에 증착. KLM 모델 설계값은 니오브산리튬 Parylene 3 µm·금 200 nm, PMN-0.3PT Parylene 1.8 µm·금 550 nm. 니오브산리튬 소자는 105 MHz에서 −6 dB 대역폭이 정합층 없을 때 36 %, 있을 때 66 %, SNR 44 dB였고 PMN-0.3PT는 103 MHz·52 %·42 dB였음. 정합층 전후 물고기 눈 영상을 비교해 각막층 구분이 뚜렷해졌다고 보고. Parylene 종류는 본문에 적혀 있지 않습니다.
10. Wu, D., Zhou, Q., Geng, X., Liu, C.-G., Djuth, F. & Shung, K. K., "Very high frequency (beyond 100 MHz) PZT kerfless linear arrays", IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 56(10), 2304–2310, 2009. https://doi.org/10.1109/TUFFC.2009.1311 · 전문 PMC PMC2850572 — 12 µm PZT 후막과 15 µm로 연마한 PZT-5H 판으로 32소자 무절단 선형 배열을 제작하고, 앞면에 Parylene 5 µm를 정합층으로 증착해 비교. 정합층이 없을 때 대역폭은 후막 45 %(모델 47 %), 판 32 %(모델 30 %)였고, Parylene 정합 뒤 후막 배열은 중심 120 MHz·대역폭 60 %·삽입 손실 41 dB, 판 배열은 128 MHz·40 %·28 dB였음. 후막의 낮은 음향 임피던스(15–20 MRayl 대 약 30 MRayl)가 넓은 대역폭의 이유라고 설명. Parylene 종류와 증착 방법은 본문에 적혀 있지 않습니다.
11. Thiagarajan, S., Martin, R. W., Proctor, A. H., Jayawadena, I. & Silverstein, F. E., "Dual layer matching (20 MHz) piezoelectric transducers with glass and parylene", IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 44(5), 1172–1174, 1997. https://doi.org/10.1109/58.655643 — 초록: 지름 2 mm, 20 MHz 소자에 매우 얇은 광대역 정합층을 올리는 방법. 상용 1/4 파장 유리층을 세라믹에 에폭시로 붙이고, 그 위에 Parylene을 1/4 파장 두께로 증착한 2층 정합. 평균 8 dB 비대역폭 0.75, 삽입 손실 −10 dB. 재현성이 좋고 정합과 보호 코팅을 함께 제공하며 실용적으로 제작할 수 있었다고 보고. 초록에 Parylene 종류와 두께 값이 없습니다.
12. Levassort, F., Tran-Huu-Hue, L. P., Maréchal, P., Ringgaard, E. & Lethiecq, M., "Characterisation of thin layers of parylene at high frequency using PZT thick film resonators", Journal of the European Ceramic Society 25(12), 2985–2989, 2005. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2005.03.208 — 초록: 정합층 용도의 Parylene 박막을 PZT 후막 구조의 고주파 전기 임피던스 측정으로 평가해, 실제 트랜스듀서와 같은 구성에서 종파 음속과 음향 임피던스를 구함. 평균 종파 음속 2,135 m/s, 음향 임피던스 2.75 MRayl. 증착 두께를 약 1 µm 정확도로 맞출 수 있어 고주파 의료 영상에 맞는 성질이라고 평가. 고주파 단일 소자 세 개를 모사해 Parylene 정합층이 성능과 공정 사이의 좋은 절충이라고 결론. 초록은 ScienceON 등록본으로 확인했고, Parylene 종류가 없습니다.
13. Zhuang, X., Nikoozadeh, A., Beasley, M. A., Yaralioglu, G. G., Khuri-Yakub, B. T. & Pruitt, B. L., "Biocompatible coatings for CMUTs in a harsh, aqueous environment", Journal of Micromechanics and Microengineering 17(5), 994–1001, 2007. https://doi.org/10.1088/0960-1317/17/5/020 — 초록: 피부 접촉·체내 영상을 위해 CMUT 배열에 Parylene C와 PDMS를 올리고, 코팅하지 않은 소자와 공기 중에서 공진 주파수, 붕괴 전압, 혼선을 비교. 보호막은 능동 영역의 전기 절연과 부식 방지를 맡으면서 영상 왜곡을 일으키지 않는 기계적 성질이 필요하다고 설명. Parylene C를 입힌 CMUT는 물속 펄스 구동 시험도 진행했고, 수용액에 대한 전기 절연을 14일 유지. 두 막 모두 공진 주파수를 낮추고 붕괴 전압을 높였으며 이론 예측과 맞았음. 초록에 막 두께 값이 없습니다.
14. Jian, X., Han, Z., Liu, P., Xu, J., Li, Z., Li, P., Shao, W. & Cui, Y., "A High Frequency Geometric Focusing Transducer Based on 1-3 Piezocomposite for Intravascular Ultrasound Imaging", BioMed Research International 2017, 9327270, 2017. https://doi.org/10.1155/2017/9327270 · 전문 PMC PMC5605871, CC BY 4.0 — 지름 0.6 mm, 50 MHz 집속 IVUS 단일 소자를 1-3 압전 복합체로 만들고 마지막에 Parylene C 9 µm를 정합층으로 코팅. 같은 지름의 평판 소자와 비교한 집속 소자는 중심 주파수 51.78 MHz, −6 dB 대역폭 107.21 %, 에코 진폭 404 mV, 축 해상도 80 µm, 횡 해상도 100 µm. 두 소자 모두 같은 Parylene C 정합층을 썼으므로 코팅 유무의 비교는 아님. 벤치 시험이며 동물·임상 시험이 아닙니다. 참고자료 1과 같은 연구실입니다.
15. Lee, J., Moon, J.-Y. & Chang, J. H., "A 35 MHz/105 MHz Dual-Element Focused Transducer for Intravascular Ultrasound Tissue Imaging Using the Third Harmonic", Sensors 18(7), 2290, 2018. https://doi.org/10.3390/s18072290 · 전문 PMC PMC6069256, CC BY 4.0 — 소형 IVUS용 35 MHz 송신 소자와 105 MHz 3차 고조파 수신 소자를 한 변환기에 둔 이중 소자. 첫 정합층은 은 입자 에폭시(7.33 MRayl), 둘째 정합층은 Parylene C(2.59 MRayl)로, 이 층은 보호와 전기 차폐도 겸함. 105 MHz 소자는 Parylene C 한 층만 정합층으로 씀. 층 두께는 PiezoCAD로 정했고 설계 중심 주파수는 36 MHz와 107 MHz. 조직 모사 팬텀에서 3차 고조파 영상이 기본파 영상보다 해상도와 투과 깊이가 좋았음. Parylene 유무의 비교는 없습니다.
16. He, Y., Liu, X., Zhang, J. & Peng, C., "A Backing-Layer-Shared Miniature Dual-Frequency Ultrasound Probe for Intravascular Ultrasound Imaging", Biosensors 13(11), 971, 2023. https://doi.org/10.3390/bios13110971 · 전문 PMC PMC10669229, CC BY 4.0 — 30 MHz와 80 MHz 소자(각 0.5×0.5 mm, 전체 두께 700 µm 미만)를 한 배킹층에 올린 IVUS 프로브. 은 에폭시 첫 정합층 20 µm 위에 Parylene C 10 µm를 증착해 둘째 정합층이면서 전기 절연·방수 보호막으로 씀. 해상도는 30 MHz 소자 축 40 µm·횡 321 µm, 80 MHz 소자 축 17 µm·횡 247 µm. 팬텀과 적출 돼지 관상동맥 영상까지이며 Parylene 유무의 비교는 없습니다. 참고자료 7과 같은 연구실입니다.
17. Hong, J., Wu, Z., Gao, Z., Zheng, H., Zhu, B. & Ma, T., "Miniaturized dual-element transducer-based intravascular ultrasonic elastography: a preliminary in vivo study", Quantitative Imaging in Medicine and Surgery 16(3), 222, 2026. https://doi.org/10.21037/qims-2025-1766 · 전문 PMC PMC12971316, CC BY-NC-ND 4.0 — 10 MHz 구동 소자와 40 MHz 영상 소자로 이뤄진 외경 1.55 mm 이중 소자 IVUS 카테터. 본문은 Parylene 한 층을 정합층으로 썼다고 한 문장으로 적고 두께와 증착 조건은 없음. 측정 중심 주파수 9.78 MHz와 36.35 MHz. 탄성 팬텀, 적출 돼지 관상동맥, 토끼 복부 대동맥 플라크 실험을 수행. 동물 실험까지이며 임상 시험은 아니고, Parylene 유무의 비교는 없습니다.
18. Sung, J.-H. & Chang, J.-H., "Mechanically Rotating Intravascular Ultrasound (IVUS) Transducer: A Review", Sensors 21(11), 3907, 2021. https://doi.org/10.3390/s21113907 · 전문 PMC PMC8201242, CC BY 4.0 — 회전식 IVUS 변환기 리뷰. 소형이라 감쇠와 두께 정밀도 요구가 엄격해 쓸 수 있는 정합 재료가 제한되며, 정합층이 둘일 때 은 전도성 에폭시와 Parylene이 각각 첫째·둘째 정합 재료로 쓰인다고 정리. 리뷰에 Parylene 두께와 성능 수치는 없습니다. 참고자료 15와 같은 연구실입니다.

특허

19. Dalhousie University, "Transducer assembly for generating focused ultrasound", US 11,806,553 B2, 2023-11-07 등록(PCT 출원 2018-08-30, 가출원 2017-09-01, 발명자 Woodacre·Brown, lens.org 상태 표시 "Active"). https://patents.google.com/patent/US11806553B2/en — 히스토트립시용 집속 초음파 장치. 청구항 1은 압전층, 곡면 음향 렌즈, 렌즈의 곡면 원위 표면을 덮는 음향 임피던스 정합층, 렌즈와 압전층 사이의 중간층을 묶어 청구하고, 청구항 8–12는 정합층을 CVD 가능 폴리머, p-자일릴렌계, Parylene C, 폴리이미드, 불소 폴리머로 한정함. 렌즈는 알루미늄(청구항 2–4). 실시예는 Parylene 음속 2,135 m/s, 음향 임피던스 2.75 MRayl을 써서 SCS PDS-2010 코터로 6.82 MHz에 맞춘 1/4 파장 78.2 µm를 렌즈 면에 증착함. 청구항의 15–50 µm·50–200 µm는 Parylene이 아닌 중간층(에폭시 접착층) 두께. 78.2 µm는 (주)와인 운영 범위(0.5–50 µm)를 넘습니다.
20. 上海师范大学(Shanghai Normal University), "Lead-free piezoelectric single-crystal high-frequency ultrasonic transducer and preparation method thereof", CN 107008636 A, 2017-08-04 공개(출원 2017-05-11). https://patents.google.com/patent/CN107008636A/en — 무연 압전 단결정을 쓴 20–300 MHz 고주파 초음파 트랜스듀서. 정합층(聚对二甲苯), 압전 소자, 도전성 접착제 배킹, 스테인리스 하우징으로 구성. 실시예 1은 KNN-0.5mol%Mn 단결정을 약 180 µm로 얇게 해 2.5×2.5 mm로 자르고 금 전극을 올린 뒤 마지막 단계에서 앞면에 Parylene 약 12 µm를 기상 증착해 음향 정합층과 보호층으로 씀. 실시예 2는 약 50 µm 결정, 0.5×0.6 mm 소자에 Parylene 약 8 µm를 증착하고 펄스 에코 파형과 스펙트럼을 그림으로 제시. 본문에 정합층 유무의 성능 비교 수치는 없습니다.
21. 上海爱声生物医疗科技有限公司(Acoustic Life Science Co., Ltd.), "High frequency ultrasonic energy transducer with optimized performance and manufacturing method thereof", CN 105232090 A, 2016-01-13 공개(출원 2015-10-28). https://patents.google.com/patent/CN105232090A/en — 40 MHz를 넘는 고주파 트랜스듀서. 청구항 1은 정합층을 입자를 섞은 접착제 혼합물 또는 Parylene(聚对二甲苯) 막으로 정함. 제조 방법은 접착제 혼합물을 부어 굳히고 연마한 정합층 표면에 Parylene을 승화·냉각 방식으로 증착해 새 정합층을 만들거나(청구항 10), 압전층 한 면에 Parylene을 직접 증착해 정합층으로 쓰는 방식(S21). 종래처럼 접착제로 붙이면 약 1–2 µm 접착제층이 생기는데, 증착으로 이 층을 없애 대역폭을 넓힌다고 설명. 압전층은 10–30 µm 복합체(간극 5 µm 미만). Parylene 두께 값과 성능 수치는 본문에 없습니다.
22. 日本電波工業(Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd.), "Ultrasonic transducer", US 10,743,757 B2, 2020-08-18 등록(출원 2018-09-10, 우선일 2017-09-28, 발명자 Komiyama 외). https://patents.google.com/patent/US10743757B2/en — 광섬유 구멍을 둔 광음향용 초음파 트랜스듀서. 종래형은 정합층 앞면에 내전압용 폴리파라자일릴렌 보호 코팅을 입혔으나, 이 특허는 내전압을 갖는 폴리메틸펜텐 음향 렌즈를 두어 코팅 없이 정합층 두께를 1/4 파장으로 유지하고 코팅 공정도 없앤 구성. 0–20 MHz 반사 에코로 구한 비대역폭은 종래형 비교예 28.5 %, 실시예 42.5 %. 렌즈 유무 등 구성이 함께 달라, 이 차이를 코팅 하나의 영향으로 볼 수 없습니다.
23. 浙江大学(Zhejiang University), "Flexible capacitive micro-mechanical ultrasonic transducer based on Parylene-c polymer and preparation method", CN 118811766 A, 2024-10-22 공개(출원 2024-07-05, 심사 중). https://patents.google.com/patent/CN118811766A/en — Parylene C로 만든 유연 CMUT. 청구항 1의 단위 구조는 위쪽 Parylene C층–위 전극–위 절연층–공동–아래 절연층–아래 전극–유연 기판이며, 위쪽 세 층이 진동막. 청구항 4–7은 위쪽 Parylene C층 4–20 µm, 위·아래 Parylene C 절연층 각 0.2–2 µm, 공동 높이 1–3 µm, 청구항 2는 기판 100–500 µm(Parylene C·PI·PET). 제조는 유리 웨이퍼 위 CVD 증착, 리프트오프 전극, 금속 마스크와 O₃ 분위기 반응성 이온 식각으로 이어짐. 소자 성능 수치는 확인하지 않았습니다.
24. FUJIFILM SonoSite, Inc., "PMUT ultrasound transducer with damping layer", US 11,465,177 B2, 2022-10-11 등록(출원 2019-05-16, 가출원 2018-05-21, 발명자 Frey 외). https://patents.google.com/patent/US11465177B2/en — 진동막 뒤에 공동이 있는 PMUT 배열에서 공동을 감쇠 재료로 채워 송신 소자의 잔향을 줄이는 구성. 상세한 설명은 감쇠 재료로 연한 에폭시, 벤조사이클로부텐, 폴리이미드와 함께, 기판층의 구멍을 통해 기체로 넣으면 공동 벽에 응축되는 Parylene(증착 폴리 p-자일릴렌)을 들었음. 청구항은 Parylene이라는 이름 없이 "기체 상태로 들어가 경화 때 공동 벽에 응축되는 감쇠 재료"로 적음(청구항 10). 감쇠층 두께와 잔향 감소 수치는 확인하지 않았습니다.
25. Baumer Electric AG, "Ultraschallwandler und Ultraschallsensor(Ultrasound converter and ultrasound sensor)", EP 1 902 789 A1, 2008-03-26 공개(출원 2007-08-13, 우선일 2006-09-22). https://patents.google.com/patent/EP1902789A1/en — 공격적인 화학 물질에 견디는 산업용 초음파 센서. 청구항 1–3은 정합층의 방사면을 포함한 앞면을 Parylene으로 덮고, 앞면과 하우징 일부를 하나로 이어진 Parylene 층으로 덮으며, 이 층이 별도 밀착제나 접착제 없이 표면에 직접 붙는 구성. 상세한 설명은 상온 진공 증착이라 압전 세라믹의 퀴리 온도를 넘을 걱정이 없고, 막이 얇고 고르면 음향 특성에 영향이 없거나 작다고 적음. 두께는 약 0.5–200 µm, 바람직하게 5–50 µm(예: 약 10 µm). 음향 성능 비교 수치는 본문에 없습니다.
26. 信越ポリマー(Shin-Etsu Polymer Co., Ltd.), "音響レンズ及び超音波プローブ(Acoustic lens and ultrasonic probe)", JP 2021-083640 A, 2021-06-03 공개(출원 2019-11-27, 심사 중). https://patents.google.com/patent/JP2021083640A/en — 실리콘 고무 음향 렌즈의 안쪽 면이나 바깥 면에 Parylene 층을 둬 에코 젤 첨가제의 침투를 막는 구성. 청구항 2는 두께 2–15 µm. 실시예는 두께 2 mm 실리콘 기체에 diX C로 2 µm를 증착한 시편의 음속 1,000 m/s, 비중 1.30, 감쇠 2.5 dB/mm를 보고. 양면에 15 µm를 올린 원판은 마모 시험 3,000회전 뒤 질량 변화 0.07 %, 두께 변화 4.1 %였고, IPA와 소독액 두 종에 200시간 담근 뒤 균열과 벗겨짐이 없었음. 시편 하나의 결과이며 반복 수는 적혀 있지 않습니다.
27. Volcano Corp., "Transducer with protective layer and associated devices, systems, and methods", US 10,123,775 B2, 2018-11-13 등록(출원 2014-03-14, 우선일 2013-03-14, 발명자 Corl, lens.org 상태 표시 "Active"). https://patents.google.com/patent/US10123775B2/en — IVUS용 소형 초음파 변환기. 배경 설명은 PMUT 조립체가 현재 Parylene으로 코팅되어 앞면 전극과 접속부를 식염수·혈액과 절연한다고 적고, 이 코팅을 개별 조립 단계 대신 웨이퍼 제작 단계에서 CVD로 증착하는 구성을 제시. 청구항 3은 보호층이 Parylene을 포함, 청구항 4는 보호층 두께를 변환기 공칭 중심 주파수의 1/4 파장 정도로, 청구항 13·16은 웨이퍼 위 변환기에 Parylene을 등각 증착하는 방법을 한정함. 배경 설명은 출원인의 서술이며 제품 문서가 아닙니다. 두께 수치는 없습니다.
28. Volcano Corp., "High resolution intravascular ultrasound transducer assembly having a flexible substrate", US 2007/0239024 A1, 2007-10-11 공개(출원 2007-06-04, 1995-12-26 출원 계열의 연속 출원, 발명자 Eberle 외, lens.org 상태 표시 "Expired"). https://patents.google.com/patent/US20070239024A1/en — 가요성 기판에 변환기 소자와 집적회로를 붙인 IVUS 변환기 조립체. 설명은 Parylene 코팅 약 5–20 µm가 조립체를 완전히 봉지하고, 이 코팅이 음향 정합층으로 작용하면서 전자 부품을 보호한다고 적음. 청구항이 아닌 설명 부분이며 성능 수치는 없습니다.
29. Koninklijke Philips N.V. 외, "Fluid barrier for intraluminal ultrasound imaging and associated devices, systems, and methods", US 11,890,136 B2, 2024-02-06 등록(출원 2019-08-13, 우선일 2018-08-22, 발명자 Stigall·Williams, lens.org 상태 표시 "Active"; 같은 계열 EP 3840666 B1). https://patents.google.com/patent/US11890136B2/en — 관내 초음파 영상 카테터에서 스캐너 조립체와 가요성 부재의 경계 부위로 체액이 들어가는 것을 막는 코팅 구성. 종속항 4는 코팅이 Parylene을 포함, 종속항 5는 두께 3 µm 미만. 설명에는 불소 수지 등 다른 재료도 대안으로 적힘. 성능 수치는 확인하지 않았습니다.
30. Koninklijke Philips Electronics N.V., "Ultrasound probes with improved electrical isolation", US 7,544,164 B2, 2009-06-09 등록(출원 2005-04-04, 우선일 2004-04-08, 발명자 Knowles·Byron, lens.org 상태 표시 "Expired"). https://patents.google.com/patent/US7544164B2/en — 경식도(TEE)·경흉부·체강 내 프로브의 연결 부재와 하우징 사이 이음매를 가로질러 정합층을 두어 환자를 전기적으로 절연하는 구성. 청구항 9와 16은 정합층이 Parylene 코팅 폴리우레탄이라고 한정하고, 설명은 이 층이 약 4,000 V의 절연을 준다고 적음. 두께 수치와 음향 성능 비교는 없습니다.
31. Panasonic Corp.(옛 Matsushita), "Ultrasonic probe", US 7,833,162 B2, 2010-11-16 등록(출원 2004-10-15, 우선일 2002-04-17, 발명자 Hasegawa 외, lens.org 상태 표시 "Expired"). https://patents.google.com/patent/US7833162B2/en — 음향 전파액을 채운 음향 창에서 액체가 창 수지를 투과해 압력이 떨어지고 기포가 생기는 문제를 막으려는 초음파 진단용 프로브. 청구항 2는 차단층을 폴리파라자일릴렌 층 또는 금속층으로, 청구항 3은 폴리파라자일릴렌 층 두께 0.1–500 µm(설명의 바람직한 범위 1–100 µm)으로 한정함. 성능 수치는 확인하지 않았습니다.
32. Hitachi Medical Corp., "Ultrasonic probe, method for manufacturing the same and ultrasonic diagnostic device", WO 2009/139400 A1, 2009-11-19 공개(출원 2009-05-13, 우선일 2008-05-15, 발명자 Sano 외, lens.org 상태 표시 "Pending"). https://patents.google.com/patent/WO2009139400A1/ja — cMUT 칩, 음향 렌즈, 접착제로 붙인 도전층·절연층, 하우징을 가진 초음파 탐촉자. 청구항 1은 절연층이 산화규소 또는 파라자일릴렌 중 하나 이상을 포함해 접착제 용제의 침투를 막는 재료라고 한정하고, 설명은 렌즈 안면에 이 절연막을 형성하는 예를 듦. 일본어 원문이며 두께와 성능 수치는 확인하지 않았습니다.

자사 데이터

33. (주)와인 자사 운영 기준 (2026-08) — 두께 운영 범위 0.5–50 µm, 마스킹 경계 정밀도 약 100 µm, Parylene C·N 상시 운영(D·VT4는 사양 협의, HT는 현재 운영하지 않음). 자사 설비 운영 기준이며 외부 시험기관 성적서가 아닙니다. 트랜스듀서 설계·제작, 정합층 두께 계산, 음향·수중 신뢰성 시험, 소자 성능 보증은 자사 범위에 포함되지 않습니다. 초음파 트랜스듀서에 대한 자사 시험 데이터는 보유하지 않습니다.